如圖表示，在磁感強(qiáng)度為B的水平勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，有一足夠長(zhǎng)的絕緣細(xì)棒OO′在豎直面內(nèi)垂直磁場(chǎng)方向放置，細(xì)棒與水平面夾角為α．一質(zhì)量為m、帶電荷為+q的圓環(huán)A套在OO′棒上，圓環(huán)與棒間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ，且μ＜tanα．現(xiàn)讓圓環(huán)A由靜止開始下滑，試問(wèn)圓環(huán)在下滑過(guò)程中：
（1）圓環(huán)A的最大加速度為多大？獲得最大加速度時(shí)的速度為多大？
（2）圓環(huán)A能夠達(dá)到的最大速度為多大？
（1）由于μ＜tanα，所以環(huán)將由靜止開始沿棒下滑．環(huán)A沿棒運(yùn)動(dòng)的速度為v1時(shí)，受到重力mg、洛侖茲力qv1B、桿的彈力N1和摩擦力f1=μN(yùn)1．
根據(jù)牛頓第二定律，對(duì)沿棒的方向有mgsinα-f1=ma
垂直棒的方向有N1+qv1B=mgcosα
所以當(dāng)f1=0，即N1=0時(shí)，a有最大值am，且am=gsinα
此時(shí)qv1B=mgcosα
解得v1=
mgcosα
qB

（2）設(shè)當(dāng)環(huán)A的速度達(dá)到最大值vm時(shí)，環(huán)受桿的彈力為N2，方向垂直于桿向下，摩擦力為f2=μN(yùn)2．此時(shí)應(yīng)有a=0，即
mgsinα=f2
N2+mgcosα=qvmB
解得vm=
mg(sinα+μcosα)
μqB

答：
（1）圓環(huán)A的最大加速度為gsinα，獲得最大加速度時(shí)的速度為
mgcosα
qB
．
（2）圓環(huán)A能夠達(dá)到的最大速度為
mg(sinα+μcosα)
μqB
．
練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來(lái)源：不詳 題型：問(wèn)答題

如圖所示，在xoy平面內(nèi)第二象限存在水平向左的勻強(qiáng)電場(chǎng)，場(chǎng)強(qiáng)為E，第一象限和第四象限存在垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)．有一質(zhì)量為m，電荷量為e的電子，從x軸上的P點(diǎn)以某一初速度垂直于x軸進(jìn)入電場(chǎng)，而后經(jīng)過(guò)y軸上A點(diǎn)進(jìn)入右側(cè)磁場(chǎng)做圓周運(yùn)動(dòng)，軌跡交于x軸上的C點(diǎn)，電子在C點(diǎn)的速度垂直于x軸指向y軸負(fù)方向，繼續(xù)運(yùn)動(dòng)從y軸上的某點(diǎn)離開磁場(chǎng)．已知P點(diǎn)坐標(biāo)（-L，0），A點(diǎn)坐標(biāo)（0，2L），忽略電子所受重力．求：
（1）電子從P點(diǎn)進(jìn)入電場(chǎng)時(shí)的初速度大�。�
（2）勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大�。�
（3）電子從P點(diǎn)進(jìn)入電場(chǎng)到離開磁場(chǎng)所經(jīng)歷的時(shí)間．

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科目：高中物理 來(lái)源：不詳 題型：多選題

等腰直角三角形ABC區(qū)域內(nèi)（含邊界）有垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，t=0時(shí)刻有一束質(zhì)量均為m、電荷量均為q的正離子由直角頂點(diǎn)B沿BC方向射入磁場(chǎng)，可認(rèn)為所有離子都是同時(shí)進(jìn)入磁場(chǎng)且各離子速度大小不等，不計(jì)離子的重力及離子間的相互作用，則（　�。�
A．同一時(shí)刻，磁場(chǎng)中的所有離子都在同一直線上
B．由AB邊界射出的離子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間均為
πm
qB
C．在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)時(shí)間大于
πm
4qB
的離子將不會(huì)從AC邊射出
D．在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)時(shí)間大于
3πm
4qB
的離子將不會(huì)從AC邊射出

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科目：高中物理 來(lái)源：不詳 題型：問(wèn)答題

[選做題]如圖所示，質(zhì)量為為m、電量為q的帶電粒子，經(jīng)電壓為U加速，又經(jīng)磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)后落到圖中D點(diǎn)，求：
（1）帶電粒子在A點(diǎn)垂直射入磁場(chǎng)區(qū)域時(shí)的速率v；
（2）A、D兩點(diǎn)間的距離l．（g=10m/s2）

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科目：高中物理 來(lái)源：不詳 題型：多選題

如圖所示，半徑為R的半圓形區(qū)域內(nèi)分布著垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，半圓的左邊垂直x軸放置一粒子發(fā)射裝置，在-R≤y≤R的區(qū)間內(nèi)各處均沿x軸正方向同時(shí)發(fā)射出一個(gè)帶正電粒子，粒子質(zhì)量均為m、電荷量均為q、初速度均為v，重力忽略不計(jì)，所有粒子均能穿過(guò)磁場(chǎng)到達(dá)y軸，其中最后到達(dá)y軸的粒子比最先到達(dá)y軸的粒子晚△t時(shí)間，則（　�。�
A．粒子到達(dá)y軸的位置一定各不相同
B．磁場(chǎng)區(qū)域半徑R應(yīng)滿足R≤
mv
Bq
C．從x軸入射的粒子最先到達(dá)y軸
D．△t=
θm
qB
-
R
v
，其中角度θ的弧度值滿足sinθ=
BqR
mυ

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科目：高中物理 來(lái)源：不詳 題型：問(wèn)答題

如圖所示，半圓有界勻強(qiáng)磁場(chǎng)的圓心O1在x軸上，OO1距離等于半圓磁場(chǎng)的半徑，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B1．虛線MN平行x軸且與半圓相切于P點(diǎn)．在MN上方是正交的勻強(qiáng)電場(chǎng)和勻強(qiáng)磁場(chǎng)，電場(chǎng)場(chǎng)強(qiáng)大小為E，方向沿x軸負(fù)向，磁場(chǎng)磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B2．B1、B2方向均垂直紙面，方向如圖所示．有一群相同的正粒子，以相同的速率沿不同方向從原點(diǎn)O射入第I象限，其中沿x軸正方向進(jìn)入磁場(chǎng)的粒子經(jīng)過(guò)P點(diǎn)射入MN后，恰好在正交的電磁場(chǎng)中做直線運(yùn)動(dòng)，粒子質(zhì)量為m，電荷量為q（粒子重力不計(jì)）．求：
（1）粒子初速度大小和有界半圓磁場(chǎng)的半徑．
（2）若撤去磁場(chǎng)B2，則經(jīng)過(guò)P點(diǎn)射入電場(chǎng)的粒子從y軸出電場(chǎng)時(shí)的坐標(biāo)．
（3）若撤去磁場(chǎng)B2，設(shè)粒子進(jìn)入磁場(chǎng)的初速度與x軸的夾角為θ，試寫出粒子打到y(tǒng)軸上的坐標(biāo)與θ的關(guān)系式．

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科目：高中物理 來(lái)源：不詳 題型：問(wèn)答題

如圖所示，半徑為r=10cm的圓形勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域邊界跟y軸相切于坐標(biāo)原點(diǎn)O，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B=0.332T，方向垂直紙面向里．在O處有一放射源，可沿紙面向各個(gè)方向射出速率為v=3.2×106m/s的帶正電粒子，已知該粒子的質(zhì)量m=6.64×10-27kg，電量為q=3.2×10-19C．不計(jì)重力．
（1）沿半徑OC方向射出的粒子，穿過(guò)磁場(chǎng)時(shí)方向偏轉(zhuǎn)角度θ是多大？
（2）在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)間最長(zhǎng)的粒子運(yùn)動(dòng)時(shí)間是多少？

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科目：高中物理 來(lái)源：不詳 題型：單選題

如圖所示，用一塊金屬板折成橫截面為“?”形的金屬槽磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，并以速度v1向右勻速運(yùn)動(dòng)，從槽口右側(cè)射入的帶電微粒的速度是v2，如果微粒進(jìn)入槽后恰能做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，則微粒做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的軌道半徑r和周期T分別為（　�。�
A．
v1v2
g
，
2πv2
g
B．
v1v2
g
，
2πv1
g
C．
v1
g
，
2πv1
g
D．
v1
g
，
2πv2
g

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科目：高中物理 來(lái)源：不詳 題型：單選題

在xOy坐標(biāo)系的Ⅰ、Ⅳ象限有垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，在x軸上A點(diǎn)（L，0）同時(shí)以相同速率v沿不同方向發(fā)出a、b兩個(gè)相同帶電粒子（粒子重力不計(jì)），其中a沿平行+y方向發(fā)射，經(jīng)磁場(chǎng)偏轉(zhuǎn)后，均先后到達(dá)y軸上的B點(diǎn)（0，
3
L），則兩個(gè)粒子到達(dá)B點(diǎn)的時(shí)間差為（　�。�
A．
3
πL
v
B．
4
3
πL
3v
C．
4πL
3v
D．
8πL
3v

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同步練習(xí)冊(cè)答案